(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の回線カードとベクトル化モジュールとを含むベクトル化されたＤＳＬシステムであって、
各回線カードが、
複数のＤＳＬポートをそれぞれが含む複数のＤＳＬモデムであって、各ＤＳＬポートがＤＳＬ回線に結合されている、複数のＤＳＬモデムと、
前記複数のＤＳＬモデムのそれぞれに結合された回線カードベクトルルータとを含み、
前記ベクトル化モジュールが、
それぞれが異なる回線カードベクトルルータに結合された複数のベクトル化モジュールベクトルルータと、
それぞれが各ベクトル化モジュールベクトルルータに結合された複数のベクトルプロセッサとを含み、
各ベクトルプロセッサは、複数のベクトル処理ユニットを含み、各ベクトル処理ユニットは、ＤＭＴトーンのセットごとに前記複数のモデム中のすべてのモデムか、または、当該ベクトル化されたＤＳＬシステム内の主たるクロストーク妨害源を含む前記複数のモデムのサブセットかの一方からのデータをベクトル処理するように構成され、
さらに、ベクトル処理ユニットによるベクトル処理がクロストーク干渉を補償するシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のベクトル化されたＤＳＬシステムであって、
各ベクトルプロセッサが、チップ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰチップ、ＩＣ、ＡＳＩＣのうちの少なくとも１つを含むＤＳＬシステム。
【請求項３】
請求項１または２に記載のベクトル化されたＤＳＬシステムであって、
前記複数のベクトルモジュールベクトルルータが、前記複数のベクトルプロセッサとともにベクトル化カード上に実装されるベクトル化されたＤＳＬシステム。
【請求項４】
請求項１、２または３に記載のベクトル化されたＤＳＬシステムであって、
各回線カードベクトルルータが、
下りベクトル化用のＩＦＦＴ入力データ、
上りベクトル化用のＦＦＴ出力データ、
のうちの少なくとも一方を、前記複数のＤＳＬポートから抽出し、対応するベクトル化モジュールベクトルルータへ伝送するように構成されたベクトル化されたＤＳＬシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のベクトル化されたＤＳＬシステムであって、
各ベクトル化モジュールベクトルルータが、回線カードベクトルルータから受信したいかなるＩＦＦＴ入力データおよびＦＦＴ出力データをも、前記複数の結合されたベクトルプロセッサのうちの１つまたは複数に分散するベクトル化されたＤＳＬシステム。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５に記載のベクトル化されたＤＳＬシステムであって、
各ベクトル化モジュールベクトルルータが、その結合された回線カードベクトルルータへ、前記ベクトルプロセッサのうちの１つまたは複数からの処理済みデータを伝送するように構成され、該処理済みデータは、
下りクロストークを補償するために予め歪ませられたＩＦＦＴ入力データ、
上りクロストークを補償するためにフィルタにかけられたＦＦＴ出力データ、
のうちの少なくとも一方を含むベクトル化されたＤＳＬシステム。
【請求項７】
ベクトル化されたＤＳＬシステムを動作させる方法であって、
複数のモデムから未処理のユーザデータを収集することと、
前記未処理のユーザデータを、ベクトルルーティングネットワークを介して、複数のベクトルプロセッサへルーティングすることと、
前記未処理のユーザデータを、ＤＳＬトーングループ単位で、前記複数のベクトルプロセッサ中のベクトルプロセッサに分散することと、
前記未処理のユーザデータにクロストークが及ぼす影響を補償するために、前記ベクトルプロセッサにおいて前記未処理のユーザデータを処理することによって処理済みユーザデータを生成することと、
前記処理済みユーザデータを、前記未処理のユーザデータの収集元であるモデムに分散することとを含む方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、
前記複数のモデムが、
単一の回線カード上の構成、または、
多数の回線カードにわたって分散された構成、
のうちの一方にある方法。
【請求項９】
請求項７に記載の方法であって、
前記複数のモデムが、多数のシャーシ上にある方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の方法であって、
前記複数のベクトルプロセッサが、単一のベクトルモジュール上にある方法。
【請求項１１】
請求項７に記載の方法であって、
前記複数のベクトルプロセッサが、多数のベクトルモジュールに分散された方法。
【請求項１２】
請求項７、８、９、１０または１１に記載の方法であって、
前記ＤＳＬトーングループが、ＤＳＬトーンのサブ帯域であり、さらに、前記未処理のユーザデータを前記複数のベクトルプロセッサ中のベクトルプロセッサに分散することが、前記複数のモデム中のすべてのモデムについての第１のＤＳＬトーンのサブ帯域に対応するデータを第１のベクトルプロセッサへ伝送することを含み、かつ、前記複数のモデム中のすべてのモデムについての第２のＤＳＬトーンのサブ帯域に対応するデータを第２のベクトルプロセッサへ伝送することをさらに含む方法。
【請求項１３】
請求項７に記載の方法であって、
前記複数のベクトルプロセッサが、単一のベクトル化モジュール上にあり、さらに、各ベクトルプロセッサが、ＤＳＰチップ、ＦＰＧＡ、またはＡＳＩＣである方法。
【請求項１４】
ベクトル化されたＤＳＬシステムにおけるクロストークを低減するための方法であって、
前記ＤＳＬシステム内の複数のモデムから、未処理のユーザデータ信号を抽出することと、
前記未処理のユーザデータを、専用のベクトルデータネットワークを通じて、複数のベクトルプロセッサへ伝送することと、
前記未処理のユーザデータを、ＤＳＬトーンのグループ単位で、前記複数のベクトルプロセッサに割り振ることと、
前記未処理のユーザデータにクロストークが及ぼす影響を打ち消すために、前記ベクトルプロセッサにおいて前記未処理のユーザデータを処理することによって処理済みユーザデータを生成することと、
前記専用のベクトルデータネットワークを介して、前記処理済みユーザデータを、前記複数のベクトルプロセッサから、前記未処理のユーザデータの抽出元であるモデムへ伝送することとを含む方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、
各ベクトルプロセッサが、チップ上に実装され、各チップが、ＩＣ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰチップ、ＡＳＩＣのうちの少なくとも１つである方法。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載の方法であって、
前記処理済みユーザデータを生成することが、第１のベクトルプロセッサにおける前記未処理のユーザデータを、該第１のベクトルプロセッサ内に実装された複数の処理ユニットに分散することを含む方法。
【請求項１７】
ベクトル化されたＤＳＬシステムにおける未処理のユーザデータおよび処理済みユーザデータを、複数のベクトル化されたＤＳＬモデムと、未処理のユーザデータをトーングループ単位で処理するように構成された複数の処理ユニットとの間で伝送するためのベクトル化データネットワークであって、
前記複数のＤＳＬモデムと、
１つまたは複数のベクトル化カード上に実装された１つまたは複数のベクトルプロセッサ上に実装された前記複数の処理ユニットと、
前記複数のＤＳＬモデムを前記複数の処理ユニットに結合するルーティングサブシステムであって、前記複数のＤＳＬモデムからの未処理のユーザデータを前記処理ユニットへルーティングするように構成され、かつ、前記複数の処理ユニットからの処理済みユーザデータを前記複数のＤＳＬモデムへルーティングするようにさらに構成された、ルーティングサブシステムとを含むネットワーク。
【請求項１８】
ベクトルＤＳＬシステムにおけるクロストークを低減するための方法であって、
前記ベクトルＤＳＬシステム内のすべてのモデムから、未補正のＤＳＬ信号を抽出することと、
前記未補正のＤＳＬ信号を、特殊なネットワークを通じて、１つまたは複数の演算デバイスへ伝送することと、
複数のトーンセットに関してクロストーク補正を演算することと、
前記トーンセット単位でクロストークを補償するために前記未補正のＤＳＬ信号を補正して補正済みＤＳＬ信号を生成することと、
補正済みＤＳＬ信号を、前記特殊なネットワークを通じて前記モデムへ返すこととを含む方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法であって、
前記未補正のＤＳＬ信号が、前記特殊なネットワークを通じて伝送される前にパケットに編成される方法。
【請求項２０】
請求項１８または１９に記載の方法であって、
前記ベクトルＤＳＬシステム内の前記すべてのモデムが、単一の回線カード上にある方法。
【請求項２１】
請求項１８または１９に記載の方法であって、
前記ベクトルＤＳＬシステム内の前記すべてのモデムが、複数の回線カード上にある方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法であって、
前記複数の回線カードが複数のシャーシ上にある方法。
【請求項２３】
請求項１８、１９、２０、２１または２２に記載の方法であって、
前記未補正のＤＳＬ信号が、複数のベクトル化カードに分散された複数のベクトルプロセッサへ伝送される方法。
【請求項２４】
ベクトル化されたＤＳＬシステムにおける複数のＤＳＬ回線を接合するための方法であって、
未補正のＤＳＬ信号を、ベクトル化ネットワークを通じて、前記未補正のＤＳＬ信号のベクトル化を行うように構成された１つまたは複数のベクトルプロセッサへ伝送することによって、複数のモデムポートからのＤＳＬ回線を集約することと、
クロストークの影響を補償するために前記未補正のＤＳＬ信号を補正することによってベクトル化を行うことと、
ベクトル化を行いながら、前記複数のＤＳＬ回線の動作を調和させることとを含む方法。
【請求項２５】
ベクトル化データネットワークを用いて第１のベクトル化カードに結合された複数の回線カードを含むベクトル化されたＤＳＬシステムであって、
各回線カードが、未処理のユーザデータを前記ベクトル化データネットワークを介して前記第１のベクトル化カードへ送信するように構成された複数のＤＳＬモデムを含み、
さらに、前記第１のベクトル化カードが、前記複数のＤＳＬモデム中のすべてのＤＳＬモデムからＤＳＬトーンセット単位で未処理のユーザデータを取り出してベクトル処理を行い、前記未処理のユーザデータにクロストークが及ぼす影響の除去を補償して、前記複数のＤＳＬモデムへ伝送される処理済みユーザデータを生成するように構成された複数のベクトルプロセッサを含むシステム。
【請求項２６】
請求項２５に記載のベクトル化されたＤＳＬシステムであって、
各ベクトルプロセッサが、ＤＳＰチップ、ＩＣ、ＦＰＧＡ、またはＡＳＩＣを含むベクトル化されたＤＳＬシステム。
【請求項２７】
請求項２５または２６に記載のベクトル化されたＤＳＬシステムであって、
前記ベクトル化データネットワークが、１つまたは複数のベクトルルータを含むベクトル化されたＤＳＬシステム。
【請求項２８】
請求項２７に記載のベクトル化されたＤＳＬシステムであって、
少なくとも１つのベクトルルータが各回線カード上にあり、かつ、少なくとも１つのベクトルルータが前記第１のベクトル化カード上にあり、前記ベクトルルータが、前記未処理のユーザデータをトーンセット単位で編成し、前記トーンセット単位の未処理のユーザデータを前記第１のベクトル化カード上の割り当てられたベクトルプロセッサへルーティングするように構成されたベクトル化されたＤＳＬシステム。
【請求項２９】
請求項２５、２６、２７または２８に記載のベクトル化されたＤＳＬシステムであって、
各ベクトルプロセッサが、未処理のユーザデータをＤＳＬトーンセット単位で処理するように構成された複数の処理ユニットを含むベクトル化されたＤＳＬシステム。
【請求項３０】
請求項２５、２６、２７、２８または２９に記載のベクトル化されたＤＳＬシステムであって、
前記第１のベクトル化カード上の接合エージェントをさらに含み、前記接合エージェントが、前記複数のＤＳＬモデム中の２つ以上のＤＳＬモデムを仮想的に接合するように構成されたベクトル化されたＤＳＬシステム。
【請求項３１】
請求項３０に記載のベクトル化されたＤＳＬシステムであって、
前記接合エージェントが、補助的ベクトルルータ、チップ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰチップ、ＩＣ、ＡＳＩＣのうちの少なくとも１つを含むベクトル化されたＤＳＬシステム。
【請求項３２】
請求項２５に記載のベクトル化されたＤＳＬシステムであって、
前記複数の回線カードに結合された第２のベクトル化カードをさらに含み、前記第１および第２のベクトル化カードが協働して前記複数のＤＳＬモデムからの前記未処理のユーザデータのＤＳＬベクトル化を行うベクトル化されたＤＳＬシステム。
【請求項３３】
ベクトル化データネットワークを用いて複数のベクトルプロセッサに結合された複数のＤＳＬモデムを含むベクトル化カードを含むベクトル化されたＤＳＬシステムであって、
前記複数のＤＳＬモデム中のすべてのＤＳＬモデムが、未処理のユーザデータを、すべてのトーンについてモデムごとに、ベクトル化データネットワークを介して前記複数のベクトルプロセッサへ送信するように構成され、
さらに、前記複数のベクトルプロセッサが、トーングループ単位で前記未処理のユーザデータからクロストークの影響を除去し、前記複数のＤＳＬモデムへ送信される処理済みユーザデータを生成するために、ベクトル処理を行うように構成されたシステム。
【請求項３４】
請求項３３に記載のベクトル化されたＤＳＬシステムであって、
前記ベクトル化データネットワークが、前記ベクトル化カード上のベクトルルータを含むベクトル化されたＤＳＬシステム。
【請求項３５】
ベクトル化データネットワークを用いて複数のベクトルプロセッサに結合された複数のＤＳＬモデムを含むベクトル化カードを含むベクトル化されたＤＳＬシステムであって、
各ベクトルプロセッサが２つのＤＳＬモデムに結合され、
さらに、前記複数のベクトルプロセッサが、デイジーチェーンまたはメッシュネットワークのいずれかを用いて相互接続され、
さらに、前記複数のＤＳＬモデム中のすべてのＤＳＬモデムが、未処理のユーザデータを、前記ベクトル化データネットワークを介して、該ＤＳＬモデムが結合されたベクトルプロセッサへ送信するように構成され、
さらに、前記複数のベクトルプロセッサが、トーンセット単位で前記未処理のユーザデータからクロストークの影響を除去し、前記複数のＤＳＬモデムへ送信される処理済みユーザデータを生成するために、ベクトル処理を行うように構成されたシステム。
【請求項３６】
請求項３５に記載のベクトル化されたＤＳＬシステムであって、
各ベクトルプロセッサがベクトルルータを含み、
さらに、前記ベクトル化データネットワークが、前記複数のベクトルプロセッサ上の前記複数のベクトルルータを含むベクトル化されたＤＳＬシステム。
【請求項３７】
ＤＳＬＡＭモデムポートであって、
下りデータを符号化するための符号化モジュールと、
符号化された下りデータに対して逆高速フーリエ変換を行うためのＩＦＦＴモジュールと、
該モデムポートによって受信された上りデータに対して高速フーリエ変換を行うためのＦＦＴモジュールと、
ＦＦＴ変換された上りデータを復号化するための復号化モジュールと、
前記ＤＳＬ伝送符号化モジュールから符号化された下りデータを取り出して、前記取り出された符号化された下りデータをベクトル化処理のためにベクトル化データネットワークに伝え、
ベクトル化処理した処理済みの符号化された下りデータを前記ＩＦＦＴモジュールに伝え、
前記ＦＦＴモジュールからＦＦＴ変換された上りデータを取り出して、前記取り出されたＦＦＴ変換された上りデータをベクトル化処理のために前記ベクトル化データネットワークに伝え、
ベクトル化処理した処理済みのＦＦＴ変換された上りデータを前記受信側復号化モジュールに伝えるように構成されたベクトル化データ抽出器とを含むモデムポート。
【請求項３８】
複数のベクトル化されたＤＳＬモデムポートからの未処理のユーザデータを含む要求パケットを、未処理のユーザデータをトーンセット単位で処理するように構成されたベクトル化モジュールへ伝送するように構成され、かつ、ベクトル化されたＤＳＬシステムにおいてベクトル化処理されたユーザデータを含む返信パケットを、前記ベクトル化モジュールから前記複数のベクトル化されたＤＳＬモデムポートへ伝送するようにさらに構成されたベクトル化データネットワークであって、
前記複数のＤＳＬモデムポートに高速通信装置を用いて結合された第１のルータと、
前記ベクトル化モジュールに高速通信装置を用いて結合された第２のルータと、
前記第１および第２のルータを結合する高速通信装置とを含み、
各要求パケットが、要求パケットヘッダと、前記未処理のユーザデータを含む要求パケットペイロードデータとを含むネットワーク。
【請求項３９】
請求項３８に記載のベクトル化データネットワークであって、
要求パケットが、ベクトルデータパケット、ベクトルエラーパケット、ベクトル構成パケット、ベクトル制御パケットのうちの少なくとも１つであるように構成されたベクトル化データネットワーク。
【請求項４０】
請求項３８または３９に記載のベクトル化データネットワークであって、
前記要求パケットヘッダが、１つまたは複数のモデムポート識別子、モデムチップ識別子、回線カード識別子、シャーシ識別子、少なくとも１つのＤＭＴトーン範囲を識別する情報のうちの少なくとも１つを含むベクトル化データネットワーク。
【請求項４１】
請求項３８、３９または４０に記載のベクトル化データネットワークであって、
前記要求パケットペイロードが、
前記要求パケットヘッダにおいて識別される複数のモデムポートおよびトーンセットに関する逆高速フーリエ変換サンプル、
前記要求パケットヘッダにおいて識別される複数のモデムポートおよびトーンセットに関する高速フーリエ変換サンプル、
前記要求パケットヘッダにおいて識別される複数のモデムポートおよびトーンセットに関する下り周波数領域データ、
前記要求パケットヘッダにおいて識別される複数のモデムポートおよびトーンセットに関する上り周波数領域データ、
のうちの少なくとも１つを含むベクトル化データネットワーク。
【請求項４２】
請求項３８、３９、４０または４１に記載のベクトル化データネットワークであって、
前記要求パケットが、追加フィールド、巡回冗長検査のうちの少なくとも１つをさらに含むベクトル化データネットワーク。
【請求項４３】
請求項３８、３９、４０、４１または４２に記載のベクトル化データネットワークであって、
前記要求パケットが、
前記要求パケットヘッダにおいて識別される前記モデムポートおよびトーンセットに関する上りトレーニングエラーサンプル、
前記要求パケットヘッダにおいて識別される前記モデムポートおよびトーンセットに関する上りトラッキングエラーサンプル、
前記要求パケットヘッダにおいて識別される前記モデムポートおよびトーンセットに関する上りＤＭＴ同期シンボル、
前記要求パケットヘッダにおいて識別される前記モデムポートおよびトーンセットに関する下りトレーニングエラーサンプル、
前記要求パケットヘッダにおいて識別される前記モデムポートおよびトーンセットに関する下りトラッキングエラーサンプル、
前記要求パケットヘッダにおいて識別される前記モデムポートおよびトーンセットに関する下りＤＭＴ同期シンボル、
のうちの少なくとも１つを含むベクトルエラーパケットであるベクトル化データネットワーク。
【請求項４４】
請求項３８、３９、４０、４１または４２に記載のベクトル化データネットワークであって、
前記要求パケットが、モデムチップを構成、制御もしくは同期またはベクトルプロセッサを構成、制御もしくは同期するように構成された情報を含むフィールドを含むベクトル構成および制御パケットであるベクトル化データネットワーク。
【請求項４５】
請求項３８、３９、４０、４１、４２または４３に記載のベクトル化データネットワークであって、
前記要求パケットが、その発生元モデムポートによって識別されるベクトル化データネットワーク。
【請求項４６】
請求項３８、３９、４０、４１、４２または４３に記載のベクトル化データネットワークであって、
各返信パケットが、その対応する要求パケットと同様に構成されたベクトル化データネットワーク。
【請求項４７】
複数の回線カード上の複数のベクトル化されたＤＳＬモデムポートからの未処理のユーザデータを含む要求パケットを、未処理のユーザデータをトーンセット単位で処理するように構成されたベクトル化モジュールへ伝送するように構成され、かつ、ベクトル化されたＤＳＬシステムにおいてベクトル化処理されたユーザデータを含む返信パケットを、前記ベクトル化モジュールから前記複数のベクトル化されたＤＳＬモデムポートへ伝送するようにさらに構成されたベクトル化データネットワークを含み、該ネットワークが、
各回線カード上に配され、該回線カード上の前記複数のＤＳＬモデムポートのために働く回線カードルータと、
前記ベクトル化モジュールのために働くベクトル化モジュールルータと、
各回線カードルータを対応するベクトル化モジュールルータに結合する高速通信装置とを含むベクトル化されたＤＳＬシステムであって、
前記ベクトル化データネットワークが、各ベクトル化されたＤＳＬモデムポートからの未処理のユーザデータを、モデムポートごとのすべてのトーンについてのデータの集合から、トーンのサブ帯域ごとの多数のベクトル化されたＤＳＬモデムポートからのデータの集合に変換し、
さらに、各要求パケットが、要求パケットヘッダと、未処理のユーザデータを含む要求パケットペイロードデータとを含むシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［優先権の主張および関連出願への相互参照］
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項およびその他の米国法等の法に基づいて、以下の優先権の利益を主張する。
【０００２】
「ＤＡＴＡ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＮＥＴＷＯＲＫＩＮＧ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＣＲＯＳＳＴＡＬＫ  ＣＡＮＣＥＬＬＡＴＩＯＮ  ＩＮ  ＤＭＴ−ＢＡＳＥＤ  ＤＩＧＩＴＡＬ  ＳＵＢＳＣＲＩＢＥＲ  ＬＩＮＥ  ＳＹＳＴＥＭ（ＤＭＴに基づくデジタル加入者線システムにおけるクロストークキャンセルのためのデータ通信ネットワーク接続方法）」という名称の、２００８年６月１０日出願の米国特許出願第６１／０６０，４１５号（代理人整理番号２２０２−ｐ９１ｐ）。当該出願の全開示内容を、あらゆる目的のために参照により全体として本明細書に援用する。
【０００３】
「ＩＮＣＲＥＭＥＮＴＡＬＬＹ  ＤＥＰＬＯＹＡＢＬＥ  ＮＯＤＥ−ＳＣＡＬＥ  ＶＥＣＴＯＲＥＤ  ＤＳＬ  ＯＮＴ／ＤＳＬＡＭ  ＳＹＳＴＥＭ（増分的に配備可能なノード規模でベクトル化されたＤＳＬ  ＯＮＴ／ＤＳＬＡＭシステム）」という名称の、２００８年１１月１９日出願の米国特許出願第６１／１１６，０３４号（代理人整理番号２２０２−ｐ９５ｐ）。当該出願の全開示内容を、あらゆる目的のために参照により全体として本明細書に援用する。
【０００４】
［技術分野］
本発明は、概して、ベクトル化されたＤＳＬ通信システムの分野に関する。
【背景技術】
【０００５】
［背景］
デジタル加入者線（ＤＳＬ）通信は、クロストークを含む様々な形態の干渉を受ける。この干渉およびそれがデータ伝送に及ぼす悪影響と闘うために様々な技術が開発されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ベクトル化されたＤＳＬは、かねてから開発における対策の１つとなっている。各ＤＳＬ回線のベクトル化の際にデータ伝送およびデータ処理のボトルネックを生じることなく、改良されたベクトル化されたＤＳＬ性能および動作を提供するシステム、装置および／または他のハードウェア実装は、当該技術における重要な進歩となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明は、添付の図面と共に以下の詳細な発明によって容易に理解されよう。当該図面においては、同じ参照符号は同じ構造要素を示す。
【図１】図１は、本発明の１つまたは複数の実施形態に係るベクトル化されたＤＳＬシステムのブロック図である。
【図２】図２は、本発明の１つまたは複数の実施形態に係るベクトル化されたＤＳＬシステムの一部分のブロック図である。
【図３】図３は、本発明の１つまたは複数の実施形態に係るベクトル化されたＤＳＬシステムのブロック図である。
【図４】図４は、本発明の１つまたは複数の実施形態に係るベクトル化モジュールあるいはベクトル化カードのブロック図である。
【図５】図５は、本発明の１つまたは複数の実施形態に係るベクトル化されたＤＳＬシステムのブロック図である。
【図６】図６は、本発明の１つまたは複数の実施形態に係るベクトル化されたＤＳＬシステムのブロック図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態を実装することができるＤＳＬデータ処理ストリームのブロック図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態を実装することができるＤＳＬＡＭモデムのブロック図である。
【図９】図９Ａ〜図９Ｄは、本発明の１つまたは複数の実施形態に係るベクトル化されたＤＳＬシステムとのＤＳＬＡＭモデムチップインタフェースのブロック図である。
【図１０】図１０Ａ〜図１０Ｅは、本発明の１つまたは複数の実施形態に係るベクトル化データネットワーク構成の様々なブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の１つまたは複数の実施形態に関連して用いられる例示的なデータ伝送構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、本発明の１つまたは複数の実施形態に係るベクトルプロセッサユニットの例示的な論理実装である。
【図１３】図１３は、本発明の１つまたは複数の実施形態に係る、２つのＶＰＵを実装しかつ少なくとも１つのモデムチップとインタフェースする例示的なベクトルプロセッサである。
【図１４】図１４は、ベクトル化用のユーザデータを提供する４つの回線カードを備えた専用のベクトル化モジュールを示すＤＳＬＡＭアーキテクチャの実施形態である。
【図１５】図１５は、本発明の１つまたは複数の実施形態に係るベクトル化されたＤＳＬシステムにおける構成要素のクロック同期を示す。
【図１６】図１６は、本発明の１つまたは複数の実施形態に係るパケット構造の一例である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［詳細な説明］
以下の詳細な説明では１つまたは複数の実施形態に言及するが、本発明はこのような実施形態に限定されない。むしろ、当該詳細な説明および提示されるあらゆる実施形態はあくまで例示のためのものである。当業者には、本発明がこれらの限定された実施形態だけにとどまらないため、図面に関連して本明細書中に示された詳細な説明は説明の目的で提供されているということが容易に理解されよう。
【０００９】
特定のシステム構成要素に言及するために、説明および特許請求の範囲の全体にわたってある決まった用語を用いる。当業者に理解されるように、コンピュータ企業などの企業は、構成要素を異なる名称で呼ぶことがある。本開示は、名称は異なるが実質的には異ならない構成要素を区別することを目的としているわけではない。「に結合される」および「に接続される」などのような語句は、本明細書中、２つのデバイス、要素、および／または構成要素間の接続を説明するために用いられ、物理的および／または電気的に、直接に結合されること、あるいは、例えば１つもしくは複数の介在要素もしくは構成要素を介してかまたは適切な場合には無線接続によって、間接的に結合されることを意味するものである。「チップ」という用語は、例えばデータを処理するために、規定されたように動作するハードウェアデバイスを広く指称し、様々な種類のこのようなデバイス（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号処理（ＤＳＰ）チップ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、集積回路（ＩＣ）など）を含み得る。「システム」という用語は、２つ以上の構成要素の集合を広く指称し、システム全体（例えば、コンピュータおよび／もしくは通信システム、または、１つもしくは複数のコンピュータや通信構成要素などを含むネットワーク）、より大きいシステムの一部として設けられたサブシステム（例えば、個々のコンピュータ内部のサブシステム）、ならびに／あるいはこのようなシステムもしくはサブシステムの動作に関連するプロセスまたは方法を指称するために用いられ得る。本明細書および添付の特許請求の範囲においては、単数形の「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈から明らかにそうでないことが示されていなければ、複数のものを含むものとする。本明細書中で用いられる技術的および科学的用語は、別に定義されていなければ、本明細書中に開示および論述された主題に関係のある技術分野における通常の知識を有する者にとって矛盾しない同一の意味を有する。
【００１０】
本明細書において本発明の「いくつかの実施形態」、「１つの実施形態」、「一実施形態」などに言及することは、このような実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造または特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の全体にわたって様々な箇所に前述の語句が出てくるが、必ずしもそのすべての場合において同一の実施形態に言及しているわけではない。
【００１１】
クロストークがなければ、理論的には、既存の銅線電話インフラストラクチャで、離散マルチトーン（ＤＭＴ）デジタル加入者線（ＤＳＬ）モデム技術を用いて毎秒数十〜数百メガビットを約５０００フィートまでの距離に搬送することが可能である。ＤＭＴモデムは、利用可能帯域幅を、同期されかつデジタルＱＡＭデータで独立して変調される多くのサブキャリアに分割し、ネットワークと加入者との間に集合的通信チャネルを形成する。ＤＭＴに基づくＤＳＬシステムは、典型的に、周波数分割多重化（ＦＤＭ）を用い、特定のサブキャリアを、下り（すなわち、ネットワーク／ＣＯから加入者／ユーザへ）または上り（加入者／ユーザからネットワーク／ＣＯへ）方向のいずれかに割り当てる。このＦＤＭ戦略は、近端クロストーク（ＮＥＸＴ）を制限する。ＤＭＴシステムは、典型的に、無線周波数干渉（ＲＦＩ）およびその他の種類の周波数選択的ノイズ（もしくは干渉）またはチャネル分散の存在下で非常に頑強である。これは、システム要件および所望のビット誤り率を満たすために、各サブキャリアを適切な量のデータおよび電力で独立して変調することが可能であるからである。
【００１２】
典型的な電話バインダケーブルは、典型的に、１０〜５０の非シールド銅ツイストペア線を含む（そして、これらのバインダは束ねられてより大きいケーブルにされる）。製造時のばらつきと不完全なケーブル設置（例えば、曲げなど）により、バインダ内部の各ツイストペア線間（および隣接するバインダ間）に重大なレベルの遠端クロストーク（ＦＥＸＴ）が発生する。ＦＥＸＴに関するより具体的な論述は、カリフォルニア州レッドウッドシティのアダプティブ・スペクトラム・アンド・シグナル・アラインメント社（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ａｎｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）およびスタンフォード大学（Ｓｔａｎｆｏｒｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）によって出願された様々な特許出願に記載されている。特に、以下の特許および公開された出願を、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用する。
【００１３】
文献番号・公開日・名称
ＵＳ６，５１２，７９７・２００３年１月２８日・Ｐｅａｋ  ｔｏ  ａｖｅｒａｇｅ  ｐｏｗｅｒ  ｒａｔｉｏ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ（ピーク対平均電力比の低減）
ＵＳ６，４２４，６８１・２００２年７月２３日・Ｐｅａｋ  ｔｏ  ａｖｅｒａｇｅ  ｐｏｗｅｒ  ｒａｔｉｏ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ（ピーク対平均電力比の低減）
ＵＳ６，３１４，１４６・２００１年１１月６日・Ｐｅａｋ  ｔｏ  ａｖｅｒａｇｅ  ｐｏｗｅｒ  ｒａｔｉｏ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ（ピーク対平均電力比の低減）
ＵＳ７，３９４，７５２・２００８年７月１日・Ｊｏｉｎｔ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ＮＥＸＴ  ａｎｄ  ＦＥＸＴ  ｉｎ  ｘＤＳＬ  ｓｙｓｔｅｍｓ（ｘＤＳＬシステムにおけるＮＥＸＴおよびＦＥＸＴの共同低減）
ＵＳ７，１５８，５６３・２００７年１月２日・Ｄｙｎａｍｉｃ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ  ｃｏｎｔｒｏｌ（動的なデジタル通信システムの制御）
ＵＳ７，０２７，５３７・２００６年４月１１日・Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  ｍｕｌｔｉ−ｕｓｅｒ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ（反復マルチユーザ検出）
ＵＳ６，９９０，１９６・２００６年１月２４日・Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｘＤＳＬ  ｓｙｓｔｅｍｓ（ｘＤＳＬシステムにおけるクロストーク識別）
ＵＳ６，８２９，３０７・２００４年１２月７日・Ｅｘｐｒｅｓｓ  ｂｉｔ  ｓｗａｐｐｉｎｇ  ｉｎ  ａ  ｍｕｌｔｉｃａｒｒｉｅｒ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ（マルチキャリア伝送システムにおける高速ビットスワッピング）
ＵＳ５，４７９，４４７・１９９５年１２月２６日・Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ａｄａｐｔｉｖｅ，  ｖａｒｉａｂｌｅ  ｂａｎｄｗｉｄｔｈ，  ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ  ｄａｔａ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｏｆ  ａ  ｍｕｌｔｉｃａｒｒｉｅｒ  ｓｉｇｎａｌ  ｏｖｅｒ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  ｌｉｎｅｓ（デジタル加入者線を通じたマルチキャリア信号の適応型可変帯域幅高速データ伝送のための方法および装置）
ＵＳ２００２０１３６３９７・２００２年９月２６日・Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｘＤＳＬ  ｓｙｓｔｅｍｓ（ｘＤＳＬシステムにおけるクロストーク識別）
ＵＳ２００３００８６３６２・２００３年５月８日・Ｊｏｉｎｔ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ＮＥＸＴ  ａｎｄ  ＦＥＸＴ  ｉｎ  ｘＤＳＬ  ｓｙｓｔｅｍｓ（ｘＤＳＬシステムにおけるＮＥＸＴおよびＦＥＸＴの共同低減）
ＵＳ２００３００８６５１４・２００７年５月８日・Ｄｙｎａｍｉｃ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ  ｃｏｎｔｒｏｌ（動的なデジタル通信システムの制御）
ＵＳ２００７００８１５８２・２００７年４月１２日・Ｄｙｎａｍｉｃ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ  ｃｏｎｔｒｏｌ（動的なデジタル通信システムの制御）
ＷＯ／２００５／０５７８５７・２００５年６月２３日・ＤＳＬ  ｓｙｓｔｅｍ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｐａｒａｍｅｔｅｒ  ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ（ＤＳＬシステム推定およびパラメータ推奨）
ＷＯ／２００５／０５７３１５・２００５年６月２３日・Ａｄａｐｔｉｖｅ  ｍａｒｇｉｎ  ａｎｄ  ｂａｎｄ  ｃｏｎｔｒｏｌ（適応マージン制御及び適応帯域制御）
ＷＯ／２００５／０５７８３７・２００５年６月２３日・Ａｄａｐｔｉｖｅ  ＦＥＣ  ｃｏｄｅｗｏｒｄ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ（適応ＦＥＣ符号語管理）
ＷＯ／２００５／０９４０５２・２００５年１０月６日・Ｈｉｇｈ  ｓｐｅｅｄ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｌｏｏｐ  ＤＳＬ  ｓｙｓｔｅｍ（高速マルチループＤＳＬシステム）
ＷＯ／２００５／１１４８６１・２００５年１２月１日・ＦＥＸＴ  ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ（遠端漏話決定システム）
ＷＯ／２００５／１１４９２４・２００５年１２月１日・Ｉｎｃｅｎｔｉｖｅ−ｂａｓｅｄ  ＤＳＬ  ｓｙｓｔｅｍ（奨励を基本としたＤＳＬシステム）
ＷＯ／２００６／０５１３５９・２００６年５月１８日・Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ（干渉キャンセルシステム）
ＷＯ／２００６／０１８７１６・２００６年２月２３日・ＤＳＬ  ｄａｔａ  ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ（ディジタル加入者線のデータ収集システム）
ＷＯ／２００６／０４８７７０・２００６年５月１１日・Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｄｅｖｉｃｅ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（通信デバイスの識別）
ＷＯ／２００６／０９２７３０・２００６年９月８日・ＤＳＬ  ｓｙｓｔｅｍ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ｋｎｏｗｎ  ＤＳＬ  ｌｉｎｅ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ａｎｄ  ｂａｄ  ｓｐｌｉｃｅ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ（既知のＤＳＬ回線走査及び不良スプライス検出機能を含むＤＳＬシステム推定）
ＷＯ／２００６／１０３５５７・２００６年１０月５日・ＤＳＬ  ｓｔａｔｅ  ａｎｄ  ｌｉｎｅ  ｐｒｏｆｉｌｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＳＬ状態及びラインプロファイルの制御）
ＷＯ／２００６／１２０５１１・２００６年１１月１６日・ＱＲ  ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｉｎ  ＤＳＬ  ｅｑｕａｌｉｚｅｒｓ  ｕｓｉｎｇ  ｒｅａｌ  ｇｉｖｅｎｓ  ｒｏｔａｔｉｏｎｓ（実数ギブンズ（ＲＥＡＬ  ＧＩＶＥＮＳ）回転を使用するＤＳＬイコライザにおけるＱＲ分解）
ＷＯ／２００６／１２０５２１・２００６年１１月１６日・ＤＳＬ  ｓｙｓｔｅｍ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＳＬシステム推定および制御）
ＷＯ／２００６／１２０５１０・２００６年１１月１６日・Ｐｈａｎｔｏｍ  ｕｓｅ  ｉｎ  ＤＳＬ  ｓｙｓｔｅｍｓ（ＤＳＬシステムにおける擬似使用）
ＷＯ／２００６／１２９１４１・２００６年１２月７日・Ｔｏｎａｌ  ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  ｉｎ  ｍｕｌｔｉ−ｕｓｅｒ  ｖｅｃｔｏｒｅｄ  ＤＳＬ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ（マルチユーザベクトル化ＤＳＬ転送におけるトーナルプリコーディング）
ＷＯ／２００６／１２９１４０・２００６年１２月７日・ＤＳＬ  ｓｙｓｔｅｍ  ｔｒａｉｎｉｎｇ（ＤＳＬシステムトレーニング）
ＷＯ／２００６／１２９１４３・２００６年１２月７日・Ａｄａｐｔｉｖｅ  ＧＤＦＥ（適応ＧＤＦＥ）
ＷＯ／２００６／１３１７９２・２００６年１２月１４日・Ｕｓｅｒ−ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ−ｂａｓｅｄ  ＤＳＬ  ｓｙｓｔｅｍ（ユーザ嗜好ベースＤＳＬシステム）
ＷＯ／２００６／１３１７９４・２００６年１２月１４日・Ｕｓｅｒ−ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ−ｂａｓｅｄ  ＤＳＬ  ｓｙｓｔｅｍ（ユーザ嗜好ベースＤＳＬシステム）
ＷＯ／２００６／１３１７９３・２００６年１２月１４日・ＤＳＬ  ｓｙｓｔｅｍ  ｌｏａｄｉｎｇ  ａｎｄ  ｏｒｄｅｒｉｎｇ（ＤＳＬシステムのローディングとオーダリング）
ＷＯ／２００６／１３１７９１・２００６年１２月１４日・Ｖｅｃｔｏｒｅｄ  ＤＳＬ  ｎｅｓｔｉｎｇ（ベクトル化されたＤＳＬネスティング）
ＷＯ／２００６／１３６８８３・２００６年１２月１８日・Ｄｙｎａｍｉｃ  ｍｉｎｉｍｕｍ−ｍｅｍｏｒｙ  ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ（動的最小メモリインタリーブ）
ＷＯ／２００６／１２９１４５・２００６年１２月７日・Ｓｅｌｆ−ｌｅａｒｎｉｎｇ  ａｎｄ  ｓｅｌｆ−ａｄｊｕｓｔｉｎｇ  ＤＳＬ  ｓｙｓｔｅｍ（自己学習および自己調整ＤＳＬシステム）
ＷＯ／２００６／１２０５１３・２００６年１１月１６日・Ｂｉｎｄｅｒ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（バインダ識別）
ＷＯ／２００７／００８８３５・２００７年１月１８日・ＤＳＬ  ｓｙｓｔｅｍ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ（デジタル加入者回線システムの推定）
ＷＯ／２００７／００８８３６・２００７年１月１８日・Ａｄａｐｔｉｖｅ  ｍａｒｇｉｎ  ａｎｄ  ｂａｎｄ  ｃｏｎｔｒｏｌ（マージンおよび帯域の適応制御）
ＷＯ／２００７／０４４３２６・２００７年４月１９日・ＤＳＬ  ｓｙｓｔｅｍ（ＤＳＬシステム）
ＷＯ／２００７／１３０８７７・２００７年１１月１５日・Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｔｏ  ｃｏｍｂｉｎｅ  ｄａｔａ  ｆｒｏｍ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｓｏｕｒｃｅｓ  ｔｏ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ（多数のソースからのデータを組み合わせて通信システムの特性を決定するための方法および装置）
ＷＯ／２００７／１３０８７８・２００７年１１月１５日・Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｔｏ  ｐｅｒｆｏｒｍ  ｌｉｎｅ  ｔｅｓｔｉｎｇ  ａｔ  ｃｕｓｔｏｍｅｒ  ｐｒｅｍｉｓｅｓ（顧客宅内で回線テストを行うための方法および装置）
ＷＯ／２００７／１３０８７９・２００７年１１月１５日・Ｖｉｄｅｏ  ｓｔｒｅａｍｉｎｇ  ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ（ビデオストリーミング診断）
ＷＯ／２００７／１４６０４８・２００７年１２月２１日・Ｖｅｃｔｏｒｅｄ  ＤＳＬ  ｓｙｓｔｅｍ（ベクトル化ＤＳＬシステム）
ＷＯ／２００８／０１６５８５・２００８年２月７日・Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ａｎａｌｙｚｉｎｇ  ａｎｄ  ｍｉｔｉｇａｔｉｎｇ  ｎｏｉｓｅ  ｉｎ  ａ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  ｌｉｎｅ（デジタル加入者線における雑音を分析しかつ低減する方法及び装置）
ＷＯ／２００８／０４５３３２・２００８年４月１７日・Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ（干渉除去システム）
ＷＯ／２００８／０４５５２５・２００８年４月１７日・Ｈｉｇｈ  ｓｐｅｅｄ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｕｓｅｒ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｌｏｏｐ  ＤＳＬ  ｓｙｓｔｅｍ（高速マルチユーザマルチループＤＳＬシステム）
ＷＯ／２００８／０７３３２７・２００８年６月１９日・ＤＳＬ  ｒｉｎｇ  ｓｉｇｎａｌ  ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ（ＤＳＬ呼出信号互換性）
【００１４】
典型的なケーブル敷設、設置および配備技術の結果として、各ツイストペア線は、そのバインダ内（または外）の他の多くのツイストペア線と、ケーブル内でかなりの距離にわたって物理的に隣接する。製造上のばらつきによりＦＥＸＴレベルにばらつきは出るが、最終的には、すべての銅ペア線がケーブル内の事実上すべての他の銅ペア線にいくらかの量のＦＥＸＴを与えることになる。多くの場合において、ＦＥＸＴは回線上のバックグラウンドノイズレベルよりも４０ｄＢ以上も高くなり得、クロストークは典型的には周波数とともに増加する。ケーブル測定により、１つ１つの回線がその回線の性能に影響を及ぼす妨害源を少なくとも５〜１０、しばしばそれよりも多く有することが示されている。このため、ＦＥＸＴは、比較的短いループ（例えば、４，０００フィート未満）上のＤＭＴ  ＤＳＬシステムにおいて高いデータ速度に到達する上での主な障害となっている。
【００１５】
「ベクトル化」と呼ばれる高度な信号処理技術は、銅電話ケーブル内部のツイストペア線間のＦＥＸＴをキャンセルし、格段に高いデータ速度を可能にすることができる。ベクトル化は、当業者によく知られており、Ｇ．ギニス（Ｇｉｎｉｓ）およびＪ．チオッフィ（Ｃｉｏｆｆｉ）による「Ｖｅｃｔｏｒｅｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ（デジタル加入者線システムのためのベクトル化された伝送）」（ＩＥＥＥ  ＪＳＡＣ  ツイストペア伝送特集号（ｓｐｅｃｉａｌ  ｉｓｓｕｅ  ｏｎ  ｔｗｉｓｔｅｄ−ｐａｉｒ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）、２０巻、５号、１０８５−１１０４頁、２００２年６月）ならびにＧ．ギニスおよびＪ．チオッフィによる「Ｖｅｃｔｏｒｅｄ−ＤＭＴ：  Ａ  ＦＥＸＴ  Ｃａｎｃｅｌｉｎｇ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｓｃｈｅｍｅ  ｆｏｒ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｎｇ  Ｕｓｅｒｓ（ベクトル化されたＤＭＴ：ユーザを調和させるためのＦＥＸＴキャンセル変調スキーム）」（ＩＥＥＥ  ＩＣＣ  ２００１  会報（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＩＥＥＥ  ＩＣＣ  ２００１）、１巻、ヘルシンキ、フィンランド、３０５−０９頁、２００１年６月）においてより詳細に説明されている。これらの両文献を、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用する。
【００１６】
ベクトル化の基本原理は、電話ケーブル内のすべてのツイストペア線間で通信を調和させるというものである。当該ケーブル内のツイストペア線のすべてがＤＳＬＡＭ（ＤＳＬアクセス多重化装置）として知られる１つの中心位置で終端するため、ＤＳＬＡＭは、この通信を調和させる当然の位置となる。ベクトル化システムにおいて効果的にモデムをベクトル化するには、モデムが、同一ＤＭＴシンボルクロックに同期されていなければならず、かつ、被害モデムに特定の妨害源−被害モデムペア間のクロストークチャネル特性を識別させるために、予め決められたトレーニングデータパターン（モデムそれぞれに特有である）を有する同期されたトレーニング／トラッキング周期を有していなければならない。当業者に理解されるように、このようなシステムにおいてクロストークを識別するための技術は、ＤＳＬシステムおよびそれらの実装に関する様々な適用可能な規格に記載されているかもしれない１つまたは複数の技術を含めて、様々なものが存在する。
【００１７】
トレーニングなどの際に決定された「クロストークトポグラフィ」つまりマッピング（典型的には、ＤＳＬ回線間の様々な相互作用／クロストーク関係を表す行列とみなされるまたは考えられる）を用いて、伝送予補償（例えば、プリコーディング）を下り方向（ＤＳＬＡＭから顧客敷地へ）で用いることが可能である。実際には、所与のモデムについての伝送波形を、多くの他のモデム（すなわち、当該所与のモデムの信号に著しく影響を及ぼすＦＥＸＴを与えるその他のモデム）によって使われている伝送波形に基づいて予め歪ませ、予め歪ませられたモデム信号がその顧客側端末に到達する時までに、干渉ＦＥＸＴが効果的に相殺されその影響がなくなるようにする。上り方向（顧客敷地からＤＳＬＡＭへ）では、上流の受信側で上りＦＥＸＴをキャンセルするために、ＤＳＬＡＭにおいてＭＩＭＯ（多入力・多出力）空間フィルタリングが用いられる。ＦＥＸＴフィルタキャンセル係数の識別およびトラッキングは、当業者によく知られているように、ＬＭＳ（最小平均二乗）適応アルゴリズムなどの最小二乗タイプの方法を用いて行われ得る。ＦＥＸＴフィルタ係数の識別をサポートするためのトレーニング信号は、ＶＤＳＬ２のような公知のＤＳＬ規格の改訂版に組み込まれ得る。
【００１８】
１つの電話会社（ｔｅｌｃｏ）の「電話局（ｃｅｎｔｒａｌ  ｏｆｆｉｃｅ）」、「ＣＯ」、「ノード」、「キャビネット」などで終端する典型的な電話ケーブルまたは多数のケーブルの集まりは、５０から２，０００辺りの（またはそれを超える）ツイストペア線を含み得、ツイストペア線は十数のバインダケーブルに分けられ得る。電話会社の配備慣行の結果として、同一バインダケーブル内のツイストペア線に割り当てられたモデムが同一の回線カードまたはＤＳＬＡＭシャーシに接続されないことがある。このことは、顧客がＤＳＬサービスに加入するときに電話会社がシャーシに回線カードを追加する（または１つもしくは複数の追加のシャーシを増設する）ために起こる。モデムポートは、ユーザの身元や下流端末の位置などに基づいてグループにまとめられるのではなく、「先着順」に割り当てられる。たとえ電話会社の慣行が異なっていても、電話回線をその元のバインダに従って分離する（バインダグループ管理として知られる慣行）のは、操作上の（誤りを起こしがちな）難題である。経験的なケーブル測定によると、電話会社のノードにおける「切換盤（ｃｒｏｓｓ  ｂｏｘ）」つまりパッチパネルの使用により、隣接するバインダ、または同じ電話会社のノードで終端する異なるケーブルからでも、重大なＦＥＸＴ結合が生じ得ることが示されている。これらのパッチパネルは、個々の銅ペア線（異なるバインダまたは電話会社ケーブルからのものも含み得る）をＤＳＬＡＭ回線カード上の特定のモデムポートにマッピングするために用いられる。
【００１９】
別の関連した問題は、多数のモデムポートを接合する慣行である。接合することで、単一のモデムポートでは所望のデータ速度を提供できない状況において、顧客データ速度を増加させることが可能になる。単一のモデムポートで始めた顧客は、その顧客への付加サービスを提供するためにアップグレードとして追加された第２のポートを得ることができる（このため、多ポートＤＳＬサービスは、より多くのデータを搬送する、より速い速度で動作する、などの潜在能力を有する）。多くの現行システムでは、接合されたモデムポートは同一の回線カードに接続されることが要求される。このことは、上述のように、バインダグループ管理が実用的でないのと同様の理由で、ほとんどの電話会社にとって実用的でない。
【００２０】
最後に、ＤＳＬベクトル化の演算要求、特にユーザデータ信号に関してのクロストーク情報のリアルタイム処理が、データ伝送および処理のボトルネックなどの問題を生じさせる。迅速に処理する（待ち時間／遅延を低減するため）ことが必要な大容量のデータを、効率的に伝送および処理しなければならない。本発明の実施形態は、これらの大量のデータのこのような効率的な取り扱いおよび処理を、ベクトル化中のＤＳＬ回線の待ち時間および／または性能に悪影響をほとんど与えることなく提供するシステム、装置および方法を提供するものである。
【００２１】
ベクトル化を実施するには、シャーシ内の各モデムが、当該シャーシ（またはさらには多数のシャーシユニット）内のその他のモデムと、リアルタイムのＦＥＸＴ情報を交換しなければならない。典型的なＤＳＬモデムは、４ｋＨｚ〜８ｋＨｚの範囲のＤＭＴシンボルレートを用いており、ＦＥＸＴキャンセルは、エンドツーエンド（ｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄ）のモデムシステムの全体の待ち時間の悪化を回避するために、ベクトル化される帯域幅について、ＤＭＴシンボル当たり１回、数ＤＭＴシンボル程度（またはそれ以下）の処理遅延で行われなければならない。このことにより、各回線カードがそのモデムのそれぞれからのリアルタイムのＦＥＸＴ情報をシステム内のその他のモデム（システム内の別の回線カードまたはシャーシ上のモデムを含み得る）のそれぞれと共有する、複雑で難しいデータネットワーク接続環境が作られる。典型的なＤＳＬＡＭシステムにおいては、ベクトル化情報の通信フローが毎秒数十ギガビットになり得る。現世代のＤＳＬＡＭ銅バックプレーンは、一般に、このさらなる通信負荷を取り扱うことができず、将来のＤＳＬＡＭ銅バックプレーンには、合理的な複雑性および動作性能でこの通信フローに対処するための実用的な方法が必要である。
【００２２】
本発明の実施形態は、ベクトル化されたＤＳＬシステムに立ちはだかる通信ボトルネックをなくすまたは大幅に低減する装置、システム、方法などを含む。これらの実施形態は、ポート数が少ないシステム（例えば、単一回線カードシステム）から、数千のモデムポートが多数の回線カードおよび／または多数のシャーシに散在するはるかに大きいシステムに至るまで、スケーラブルである。本発明の実施形態は、光相互接続技術（多シャーシシステムまたは従来のシャーシ設備に対する回線カードアップグレードの場合）ともうまく機能し、すべての通信が銅バックプレーン上の単一のＤＳＬＡＭ内部をまたは高帯域幅銅相互接続を用いて流れる将来の銅相互接続技術ともうまく機能する。本発明の実施形態は、電話会社が多数の回線カードおよび／または多数のシャーシに渡ってモデムポートを仮想的に接合できるようにする「仮想接合（ｖｉｒｔｕａｌ  ｂｏｎｄｉｎｇ）」を可能にもする。
【００２３】
図１は、ツイストペア回線１１４上の通信を制御するＤＳＬモデム１１２（例えば、マルチポートデバイス）を回線カード１１０が含むベクトル化データ通信システム１００を示す。多数の回線カード１１０が、図１のＸＡＵＩ回線１０８などのような高速通信装置を介して、集中ベクトル化モジュール１２０（例えばベクトル化カードであってもよい）であり得るかまたはそれを含み得るベクトル化制御エンティティ（ＶＣＥ）に接続される。ＸＡＵＩは、１０ギガビット・イーサネット（１０ＧｂＥ）のＭＡＣおよびＰＨＹ層間のＸＧＭＩＩ（１０ギガビット・メディア・インディペンデント・インタフェース）を拡張するための規格であり、モデム１１２を回線カードベクトルルータ構成要素（ＶＲＣ−Ｌ）１１８に接続するために、このような高速データ通信回線１１６を用いることができる。モデム１１２は１つのＶＲＣ−Ｌ１１８のみに接続すればよく、したがって、特定のベクトル化配備の複雑性（例えば、ポートや回線カードなどの数）が各モデム１１２から隠されるため、ＶＲＣ−Ｌ１１８はモデム１１２のための抽象化層を形成する。
【００２４】
各モデム１１２から各自のＶＲＣ−Ｌ１１８へのベクトル化データフローは、下りおよび上りの通信についての周波数領域サンプル、すなわち下りベクトル化用のＩＦＦＴ入力伝送（ＴＸ）データおよび／または上りベクトル化用のＦＦＴ出力受信（ＲＸ）データを含む。ベクトル化モジュール１２０からＶＲＣ−Ｌ１１８を介して各モデム１１２へ返されるデータは、他のベクトル化システムモデムからのクロストーク干渉を防止および／または除去するために調整および／または処理された、モデムのクロストークが調節された（すなわち、ベクトル化された）ＩＦＦＴ入力および／またはＦＦＴ出力データである。各回線カード１１０内のＶＲＣ−Ｌ１１８は、当該回線カードのモデム１１２とベクトル化モジュール１２０との間のインタフェースとして働く。高速通信回線１０８（例えば、１０〜４０Ｇｂｐｓもしくはそれ以上の光または銅相互接続）は、各回線カード１１０上のＶＲＣ−Ｌ１１８を、ベクトル化モジュール１２０上の対応するＶＲＣ−Ｖ１２２にネットワーク接続する。１０〜４０Ｇｂｐｓは、ベクトル化モジュール１２０と各回線カード１１０との間で実装可能な一般的なデータ通信要件である。現在は、これは、電気的バックプレーンを通じてであろうと光ケーブルを通じてであろうと、たいてい、５Ｇｂｐｓもしくは１０ＧｂｐｓのＸＡＵＩ回線またはそれと同様のものの集合体である。
【００２５】
ベクトル化モジュール１２０上のＶＲＣ−Ｖ１２２は、モデムベクトル化データストリームを、システム要件によって規定された通りに、１つまたは複数のベクトルプロセッサ（ＶＰＣ）１２４におけるその後のクロストークキャンセル用のサブ帯域に細分する。ベクトルプロセッサは、「ベクトルプロセッサ構成要素」および／または「演算デバイス」などとも指称されることがある。すなわち、各モデムにおける通常の（すなわち、ベクトル化されていない）データストリームからデータを取り出し、周波数単位で（例えば、トーンごとに、トーンのグループで、など）データのクロストーク処理を行うことができるように、周波数特性によって定義されるデータ束に再編成する。処理が済むと、データを、クロストーク除去処理用の周波数単位の束からもう一度再編成し、モデムによる伝送／使用のために再構築する。
【００２６】
例えば、上りおよび下りの帯域を、１つまたは複数のＶＲＣ（例えば、ＶＲＣ−Ｌ／ＶＲＣ−Ｖの対）によって、個々のＶＰＣへとベクトルルーティングすることができる。ベクトルルータは、処理またはデータ伝送のボトルネックを回避するためにモデムとベクトルプロセッサとの間でベクトル化データを効率的に移動させる目的でイーサネットネットワークと同様であり得る特殊化された「プライベート」データネットワークを実装する、特殊化されたデータネットワーク接続デバイスまたはサブシステムである。ベクトル化データのパケットは、各モデムとベクトルプロセッサデバイスとの間に専用のリンクを必要とせずにデータネットワークを通じてベクトル化データを効率的にルーティングすることを可能にするヘッダおよび／または他の状態情報を含み得る。このために、ベクトルルータは、ベクトルデータパケットを、モデムによって容易に供給されるフォーマットから、ベクトルプロセッサによって当然に利用されるフォーマットに変換もし、その後、ベクトル化実行後にまた変換して元に戻す（例えば、モデムベクトル化データストリームのインタリーブおよびデインタリーブ）。このタスクは、構成に応じて、ＶＲＣ−ＬとＶＲＣ−Ｖとの間で分担されてもよく、どちらか一方のみにおいて実行されてもよい。あるいは、ＶＰＣ割り当ては、均等に間隔があけられたサブ帯域（上りおよび下りの帯域割り振りとは無関係である）単位で行うことができる。ベクトル化モジュール１２０上のＶＲＣ−Ｖ１２２とＶＰＣ１２４との間のデータ伝送は、高速相互接続回線１２６（例えば、ＸＡＵＩなど）を用いて行うことができる。
【００２７】
図１６に示す例示的なパケット構造は、数多くのＤＳＬＡＭ側モデム（例えば、ＶＴＵ−Ｏ）とベクトル化制御エンティティ（ＶＣＥ）との間でのデータのリアルタイムなベクトル化を可能にする。ベクトル化用の未処理のユーザデータ（すなわち、クロストークの影響が補償されていないユーザデータ、本明細書中では「未補正の」データまたは信号ともいう）の形態のペイロードデータを含む要求パケットが、ベクトルプロセッサなどへ送信され、そこで、ベクトル化処理により、未処理のユーザデータＤＳＬ信号におけるクロストークの影響が補償される。処理済みＤＳＬデータは、その後、ペイロードデータとして再パックされ、未処理のユーザデータの供給元であるそれぞれのモデムへ返信パケットで返信される（要求および返信パケットは典型的には同様の構成を用いる）。パケットは、すべてのモデムから送信されたベクトル化されていないデータで構築され（例えば、ＶＲＣ−Ｌによって）、このパケットが、各トーンおよびモデム／ポート範囲ごとにシンボル当たり１回、ベクトル化処理のために送信される。基本的に、ＶＰＣへ送信されたベクトル化されていないデータは、アンパックされ、ベクトル化処理され、当該ベクトル化されていないデータパケットと同様の返信パケットに再パックされ、その後、モデムによって伝送された当該ベクトル化されていないデータと同じフォーマットでベクトル化されたデータを返す返信パケットでモデムへ伝送し戻される。ＶＲＣ−Ｌなどによるデータのパックおよびアンパックは、回線カードおよび／またはモデムポートマップに従うので、ベクトル化されたデータが、対応するベクトル化されていないデータの抽出元モデム／ポートへ返される（すなわち、要求パケットおよび返信パケットは、それらの発生元モデムまたはモデムポートによって識別可能である）。
【００２８】
他のタイプのパケットを本発明の実施形態に関連して用いることが可能である。例えば、ベクトル化されたＤＳＬシステムを適宜構成、調節などするために（例えば、モデムチップを構成、制御もしくは同期またはベクトルプロセッサを構成、制御もしくは同期するために）、上記のベクトルデータパケットとともに、ベクトルエラーパケット、ベクトル構成パケットおよびベクトル制御パケットを、ベクトル化データネットワークの全体にわたって送信可能である。本明細書中に記載のパケットはいずれも、パケットのトラッキングおよびアドレス指定が達成されるように、１つまたは複数のモデムポート識別子、モデムチップ識別子、回線カード識別子、シャーシ識別子、または少なくとも１つのＤＭＴトーン範囲を識別する情報を含み得る。
【００２９】
ベクトル要求パケットに関しては、ペイロードデータは、要求パケットヘッダにおいて識別される複数のモデムポートおよびトーンセットに関する逆高速フーリエ変換サンプル、要求パケットヘッダにおいて識別される複数のモデムポートおよびトーンセットに関する高速フーリエ変換サンプル、要求パケットヘッダにおいて識別される複数のモデムポートおよびトーンセットに関する下り周波数領域データならびに／または要求パケットヘッダにおいて識別される複数のモデムポートおよびトーンセットに関する上り周波数領域データを含み得る。パケットの追加フィールドおよび構成要素を利用することが可能である（例えば、巡回冗長検査つまりＣＲＣ）。ベクトルエラーパケットは、要求パケットヘッダにおいて識別されるモデムポートおよびトーンセットに関する上りトレーニングエラーサンプル、要求パケットヘッダにおいて識別されるモデムポートおよびトーンセットに関する上りトラッキングエラーサンプル、要求パケットヘッダにおいて識別されるモデムポートおよびトーンセットに関する上りＤＭＴ同期シンボル、要求パケットヘッダにおいて識別されるモデムポートおよびトーンセットに関する下りトレーニングエラーサンプル、要求パケットヘッダにおいて識別されるモデムポートおよびトーンセットに関する下りトラッキングエラーサンプル、ならびに／または要求パケットヘッダにおいて識別されるモデムポートおよびトーンセットに関する下りＤＭＴ同期シンボルを含み得る。
【００３０】
図１６の実施形態は、Ｎ個のポートを提供するモデム用に定義されたベクトル化データパケットフォーマットを示し、ＤＳＬベクトル化データネットワーク（「プライベートネットワーク」、「ルーティングサブシステム」、「ベクトルルーティングネットワーク」、「特殊なネットワーク」などともいう）を通じてモデムへ／から伝送されるベクトル化データはこのフォーマットを有する。ＶＲＣ−Ｌは、モデムチップおよび回線カードを識別するためにこのようなパケットにヘッダを付加するので、パケットがＶＲＣ−Ｖへ（または、ベクトル化カード上にＶＲＣ−Ｖがない場合は、ベクトル化カード内で用いられている宛先へ）そしてさらにＶＰＣ／ＶＰＵへと流れて行っても、データ源がわかる。ベクトル処理済みデータがベクトル化カードからＶＲＣ−Ｌへ（または、ＶＲＣ−Ｌが用いられていない場合は、ベクトル化データの抽出および伝送元モデムへ）戻るとき、このヘッダは、パケットを適切なモデムチップに分散し戻す前に除去される。ＶＲＣ−Ｌおよび／またはＶＲＣ−Ｖは、モデムのデータ提供方法に応じて、多数のモデムチップからのパケットをＶＰＣ用のフォーマットに再構築してもよい。このようなパケットおよびヘッダの使用は（いくつかの実施形態においては、ベクトルルータの使用と相まって）、ベクトル化されたＤＳＬシステムを、より多い（またはより少ない）ポート数に合わせて拡張（縮小）できるようにするので、各モデムとベクトルプロセッサとの間の配線による／専用のデータバスは必要ない。よって、適切なエラー信号パケットならびに構成および制御メッセージもまたネットワークを通じて流れることが可能である。
【００３１】
ＶＲＣ１１８と１２２を対にする構成は、少なくともクロストークキャンセルの前処理に向けて、データ構成を、モデムポート単位からＶＰＣ帯域単位（または周波数セット単位）に有効に変換する。クロストークキャンセルは、周波数領域において、トーン単位、帯域単位またはトーンセット単位で行われると最も有効かつ容易に行われるため、この変換は、ベクトル化システムの実装の複雑性を大きく低減させる。ＶＰＣ１２４内部において、各被害モデムと任意の妨害モデムのセットまたはサブセットとの間のクロストークキャンセルを可能にするために、ベクトル化システム１００内のすべてのモデム１１２からの一致するサブ帯域（すなわち、「トーングループ」、「トーンセット」、「サブ帯域」などと指称される同じ１つまたは複数の周波数のグループ）が収集および集約される。
【００３２】
当業者に理解されるように、各ＶＰＣ１２４に割り当てられるサブ帯域は、システム内の連続した周波数からなる必要がない。例えば、ベクトル化モジュール１２０内に６つのＶＰＣ１２４がある場合は、連続した各ＶＰＣ１２４が隣の周波数または周波数ビンを取る、つまり、「第１の」ＶＰＣ１２４が周波数１、７、１３、１９などを受け取り、「第４の」ＶＰＣ１２４が周波数４、１０、１６などを受け取るということであってもよい。あるいは、各ＶＰＣ１２４にトーンセット、例えば８トーンずつのグループを送信し、それにより、第１のＶＰＣ１２４がトーン０〜７を受け取り、第２のＶＰＣ１２４がトーン８〜１５を受け取るようにすることができる。このようなデータ分散により、利用可能な資源のより「均等な」使用、例えば、該当ＶＲＣ１２２から単一のＶＰＣ１２４へのデータダンプにより１つまたは複数の所与の通信回線１２６に「詰まり」が生じるのに、残りのＶＰＣ１２４および回線１２６は使用されていないという状況を防止することが可能になる。
【００３３】
システム１００のプライベートベクトル化データネットワーク上のデータは、伝送元モデム１１２および伝送先ＶＰＣ１２４を識別する特殊目的パケットからなる。あるいは、パケットタイミングによって、伝送元および伝送先アドレスを暗示することができる。各パケットは、１つのモデム１１２へ／からの１つのサブ帯域に関するＩＦＦＴ入力（および／またはＦＦＴ出力）データからなる。ＤＭＴに基づくＤＳＬシステムは、ＤＭＴシンボル周期（例えば、４ｋＨｚまたは８ｋＨｚ）を用いて動作するため、モデム１１２からＶＰＣ１２４へのデータ通信およびその戻りのデータ通信は、利用可能なネットワーク接続帯域幅および演算資源をより効率的に使用するためにおそらくは通信および演算のパイプライン方式を用いて、ＤＭＴシンボルごとに繰り返される。トーンごとのトレーニング／トラッキングエラー信号、モデム１１２へ／からの診断データ、ならびに他の構成および／または管理データは、同じネットワーク接続通信経路およびパケット構造を用いることができる。
【００３４】
本発明の実施形態を実装するために、様々なハードウェアデバイスおよび／または構成要素を用いることができる。様々な現在のＦＰＧＡなどは、本明細書中に示す実施形態に係る構成を構築するのに好適である。例えば、アルテラ社（Ａｌｔｅｒａ）のＳｔｒａｔｉｘ  ＩＶ  ＧＸ  ＦＰＧＡデバイス（例えば、ＥＰ４ＳＧＸ７０、ＥＰ４ＳＧＸ１１０、ＥＰ４ＳＧＸ２３０など）がこのような実装に適している。本発明のいくつかの実施形態においては、各ＶＰＣ１２４は、以下に定義するような多数のＶＰＵがプログラムされた別個のチップ（ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなど）である。他のハードウェア構成は当業者に明らかであろう。
【００３５】
図２に示すように、各ＶＰＣ１２４は、１つまたは複数の専用のベクトル処理ユニット２４２（ＶＰＵ）を含みまたは実装し、当該ベクトル処理ユニットのそれぞれが、モデムおよび／または妨害源のサブセットについてベクトル化を行う。ＶＰＵ資源の割り振りおよび／または共有が、場合によっては有利であり、様々な方法で達成することができる。例えば、各ＶＰＣ１２４は、所与のサブ帯域内のベクトル化のためのモデム１１２のすべてで時分割されたＶＰＵ２４２の集中セットを含み得る。あるいは、各ＶＰＣ１２４は、当該ＶＰＣ１２４に割り当てられたサブ帯域内の特定のモデム１１２専用に各ＶＰＵ２４２が用いられるＶＰＵ２４２の分散セットを含み得る。多数のＶＰＵ２４２は、ＶＰＵディスパッチャ２４４などを用いて、それらのホストＶＰＣ１２４と１つまたは複数のＶＲＣ−Ｖ１２２との間の通信を調和させることができる。
【００３６】
ＶＰＵ２４２は、ベクトル化されたＤＳＬシステムを構成するすべてのモデムについてのあるトーンセット（例えば、単一のトーン、トーンのグループ、トーンの帯域またはサブ帯域など）ごとのＩＦＦＴ／ＦＦＴデータのすべてを処理する。ＶＰＵ２４２は、このデータをＤＭＴシンボル当たり１回、やや周期的に、処理する。前述のように、いくつかの実施形態においては、各ＶＰＣ１２４が１つまたは複数のＶＰＵ２４２の集合であり、各ＶＰＵ２４２は他のＶＰＵ２４２と明示的な通信をすることなく独立してトーンのバッチを処理する。簡単な例示的場面においては、システムは、４０９６のトーンと２つのＶＰＵとＮ個のモデムとを用い得る。各ＶＰＵ２４２は、トーンを１６トーンのバッチで取り扱う。
【００３７】
トーンは、以下のようにＶＰＵに割り当てることができる。
ＶＰＵ０：トーン０〜１５、３２〜４７、・・・
ＶＰＵ１：トーン１６〜３１、４８〜６３、・・・
【００３８】
この例では、モデムは、それらのＦＦＴ／ＩＦＦＴデータを、０〜４０９５のトーン順に、ＶＲＣに基づくプライベートネットワークへ提供する。ＦＦＴ／ＩＦＦＴデータがＶＰＣへルーティングされるとき、ＶＲＣは、データを、「トランプを配る」ように、２つのＶＰＵに１６トーンのバッチで分散する。このことにより、データネットワーク接続経路およびＶＰＵは、ボトルネックが生じることなく均一にビジーな状態に維持される。トーンごとに、ＶＰＵは、ベクトル化を実行するために、ＮｘＮの行列の乗算に相当することを行う（または、ベクトル化行列が「疎」である場合には完全なＮｘＮの乗算とはいえないかもしれない）。
【００３９】
各ＶＰＵは、利用された論理設計およびチップ技術に基づいて、所定の処理能力レベル（例えば、１秒当たりの複素乗算回数）を有する。さらに、ベクトル化システムにとっての「トーン当たりの」所要処理電力レベルは、モデム数Ｎの増加とともに高くなる。このため、所要ＶＰＵ数は、システム内のモデム数と、ＤＭＴ帯域幅のベクトル化されるトーンの数との関数である。したがって、ベクトル化されるトーンの数が多くかつ／またはモデム数が多いシステムは、ベクトル化を行うために、より多数のＶＰＵ資源（ひいてはＶＰＣチップ）を必要とすることになる。すなわち、ベクトル化されたシステム内でモデム数が増加するにつれて、処理が必要な追加モデムのデータのために、各ＶＰＵが処理可能なトーン数が減少する。当業者に理解されるように、各サブ帯域の大きさは、所与の実装についてのコストおよび複雑性の限度、ならびに設計によってサポートされるＤＳＬ帯域プロファイルによって決定され得る。例えば、１７ＭＨｚのＶＤＳＬプロファイルと３８４のモデムとを有し、モデム当たり６４までの妨害源をベクトル化するシステムのための実装においては、実用的なシステムであれば、約１２８のＶＰＵを有し、各ＶＰＵがＤＭＴシンボル当たり３２のトーンを処理するであろう。システムの寸法（モデム数、ベクトル化されるトーンの数など）のいかなる変化をも反映するためにＶＰＵ論理が再構成されると、ベクトルルーティングがそれに応じて調節される。
【００４０】
図３に示す実施形態のような本発明の実施形態においては、ベクトル化システム３００が、ベクトル化モジュール１２０として用いられる単一のカードについての実用的な複雑性を超えることがある（例えば、消費電力、カード面積など）。図３に示すシステムは、システム３００のベクトル化処理を（１つのシャーシ内、１つのモジュール内または多数のモジュール内の）多数のベクトル化カード３２０に分担させるあるいは割り振ることを可能にし、各カード３２０は、全ＤＳＬ周波数帯域の一部についてクロストークキャンセルを行う。この構成を用いると、数百または数千もの同時に動作するモデムを有するシステムにおいてベクトル化を行うことができる。ＶＰＣは、モデムから流れてくるＦＦＴ／ＩＦＦＴデータおよびトレーニング信号のフローによって暗黙的にほぼ同期されるものの、典型的には明示的に相互通信する必要がない。
【００４１】
図４に示す本発明の実施形態においては、各モデム４１２からベクトル化カード４２０へのベクトル化データ伝送経路を、二重の機能を提供し、「仮想接合」を行うためにさらに利用することができる。接合されたモデムグループ（すなわち、接合された形でユーザのために働く２つ以上のモデム）における各モデム４１２は、クロストークキャンセルデータを送ることに加え、顧客データストリーム（例えば、ＩＰパケット）をこの同じ通信経路に沿って送ることができる。ベクトル化カード４２０上の（補助的ＶＲＣ（ｓＶＲＣ）、接合エージェント（ｂｏｎｄｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）、および／または制御装置として働く）１つまたは複数の接合ルータ４３８が、ＶＲＣ−Ｖ４１８を介して各回線カード上の各ＶＲＣに接続する。各接合ルータ４３８は、ＶＲＣ−Ｖひいてはそれらにそれぞれ対応するＶＲＣ−Ｌ間のルーティングを行う。このことにより、ベクトル化システム内の任意の２つ以上のモデム間にデータパスが有効に作成され、当業者に理解されるように、２つのモデムのうちの一方が、集約機能を果たし、接合されたデータストリーム全体をＤＳＬＡＭのアップリンク経路へ送るとすると、ベクトル化システム内で多数のモデムポートを接合することが可能になる。
【００４２】
図５に示す本発明のさらに別の実施形態においては、簡素化されたシステム５００が単一の回線カード５１０に収まる（図１０Ａも参照）。ここでもやはり、ＶＲＣ資源５１８が（例えば、単一のＶＲＣが、または背面同士を合わせた２つのＶＲＣが交互に）、モデムポートと、指定されたサブ帯域の処理を提供するＶＰＣ５２４との間のルーティングを提供する。
【００４３】
ネットワーク接続通信帯域幅があまり大きくない少数ポートシステムにおいては、図６にシステム６００として示した実施形態において示されるように、ＶＲＣ機能６１８を、各ＶＰＣ６２４内部に直接配置することができる。例えば、ＦＧＰＡがＶＰＣ６２４として用いられる場合、ＦＰＧＡ構成の一部分をルーティング機能専用にする。この場合、独立したベクトルルーティングデバイスをシステムからなくすことによって実現されるコスト削減が、追加される通信要件を上回る。図６には、ＶＰＣ６２４間のデイジーチェーンおよびメッシュネットワーク接続６５０の両方が示されている。実用上は、システムの通信要件およびトレードオフに基づいて、どちらか一方が利用されるであろう（両方ではない）。
【００４４】
図７は、本発明の１つまたは複数の実施形態を用いて下りＦＥＸＴ予補償器７０１および上りＦＥＸＴ後補償器７０２の効率的な実装が達成可能であるベクトル化動作７００の概略動作を示す。下り方向においては、複数のモデムからの複数のＱＡＭデータシンボルが、すべてのモデム間の通信をトーン単位で調和させる、つまり「ベクトル化」することによってＦＥＸＴ予補償され、その後、ＦＥＸＴ補償済みの信号を電話会社の銅ペア線上に伝送するために、ＩＦＦＴおよびデジタル−アナログ変換動作がモデム単位で行われる。上り方向においては、複数の受信されたＦＦＴサンプルが、すべてのモデム間の通信をトーン単位で調和させる、つまり「ベクトル化」することによってＦＥＸＴ後補償され、その後、ＱＡＭデータシンボルの復号化がモデム単位で行われる。
【００４５】
図８は、本発明の１つまたは複数の実施形態を用いてベクトル化された通信をサポートするために修正された、一般に入手可能なＤＳＬＡＭ側ＶＤＳＬモデムデバイス８００のための汎用モデムポートを示す。上りＦＦＴ８０２の出力および下りＩＦＦＴ８０４の入力は、ベクトルパケット符号器／復号器８０６（または「ベクトル化データ抽出器」）によってインターセプトされ、ベクトル化グループ内のすべてのモデム間のデータストリームのベクトル化を可能にするために、インタフェース８０７を介してベクトルプロセッサ８０８へ送信される。データストリームからデータを取り出し、処理し、「再挿入」することによって、このようなベクトルプロセッサシステムは、少数のシンボル分の待ち時間をモデムの送受信データパスに導入し得る。
【００４６】
図９Ａ〜図９Ｄは、ベクトルプロセッサチップと通信するためのＤＳＬＡＭ側モデム構成のいくつかの具体的な実施形態を提供し、具体的には、モデムチップとＶＲＣとの間の考えられ得るインタフェースを示している。図９Ａは、ベクトル化に対応した、１２ポート、ＩＴＵ９９３．２プロファイル３０ａ準拠プロファイルの、ベクトル化されたＶＤＳＬ  ＤＳＬＡＭ側モデムチップ（例えば、５Ｇのシリアライザ／デシリアライザつまり「Ｓｅｒｄｅｓ」タイプ）の構成を示す。マルチポートモデムチップ上のＩ／Ｏピンを効率的に利用して消費電力を低減するために、ＸＡＵＩなどのような高速シリアルインタフェースを用いて、各モデムデバイスからのＦＦＴ／ＩＦＦＴデータを、単一のデータネットワーク接続リンクを通じて、直接にベクトルプロセッサチップへまたは後でベクトルプロセッサへ転送するためにベクトルルータチップへ集約することが可能である。図９Ｂは、ベクトル化に対応した、１２ポート、ＩＴＵ９９３．２のプロファイル３０ａ準拠プロファイルの、ベクトル化されたＶＤＳＬ  ＤＳＬＡＭ側モデムチップを示す。本実施形態においては、低電圧差動信号（ＬＶＤＳ）インタフェース回路（１つのモデムポートにつき１つのＬＶＤＳ）が用いられる。図９Ｃは、ベクトル化に対応した、１２ポート、ＩＴＵ９９３．２プロファイル１７ａ準拠の、ベクトル化されたＶＤＳＬ  ＤＳＬＡＭ側モデムチップ（例えば、５ＧのＳｅｒｄｅｓ  タイプ）を示す。図９Ｄは、ベクトル化に対応した、１２ポート、ＩＴＵ９９３．２プロファイル１７ａ準拠の、ベクトル化されたＶＤＳＬ  ＤＳＬＡＭ側モデムチップ（例えば、ＬＶＤＳタイプ、２つのモデムポートにつき１つのＬＶＤＳを有する）を示す。
【００４７】
図１０Ａは、単一の回線カードがすべてのモデムポートとベクトルルータチップと必要とされるベクトル処理チップ（この例では３つのＶＰＣ）とを保持する４８ポートの単一回線カードベクトル化データ通信システムの１つの実施形態を示す。４８のポートは比較的簡単な構成で提供され、本システムは、効率的にＦＦＴ／ＩＦＦＴデータを集約しかつ回線カードとベクトル化カードとの間をインタフェースするために、銅バックプレーンまたは光ケーブル通信のいずれかを利用する。図１０Ｂは、ＩＴＵ９９３．２プロファイル１７ａ準拠の例において１９２のモデムポートを提供する多回線カードベクトル化データ通信システムを示す。図１０Ｃに示す実施形態においては、ＶＲＣ−Ｖが不要であり、そのため、ＶＰＵが各回線カードのＶＲＣ−Ｌと直接通信する。同様に、図１０Ｄは、ＶＲＣ−Ｌが不要である実施形態を示し、各モデムチップがＶＲＣ−Ｖと直接通信する。この実施形態においては、「手前の」２つの回線カード上のモデムチップが「手前の」ＶＲＣ−Ｖと通信し、「奥」の２つの回線カード上のモデムチップが「奥の」ＶＲＣ−Ｖと通信する。図１０Ｅは、さらに別の実施形態を示す。
【００４８】
表１に例示的なシステム構成を示す。
【００４９】
【表１】
0005499026.tif 000002
【００５０】
ＩＴＵ９９３．２プロファイル８ａ準拠で１９２のポートを有するものは、〜２００ｍＷ／ポート、システム全体では４０Ｗの推定電力損失を生じる（１７ａ準拠プロファイルで１９２のポートを有するものについては２５０ｍＷ／ポートおよび４８Ｗ、３０ａ準拠プロファイルについては４００ｍＷ／ポートおよび４０Ｗ）。
【００５１】
図１１は、ベクトルルータチップ１１１０、１１１５が６つのモデム１１０５（モデム数は適宜変動し得る）からのデータを４つのＶＰＣ１１２５（ＶＰＣ数もまた適宜変動し得る）へ伝達する本発明の一実施形態を示し、モデム１１０５からデータを収集するための掃引選択１１１２と、収集されたデータをベクトルプロセッサチップ１１２５へ分散するための掃引分散１１１７とを用いて当該伝達を行う。図１１から分かるように、ＶＲＣ−Ｌ１１１０は、適切な相互接続１１２０によってＶＲＣ−Ｖ１１１５に結合される。使用される／必要とされる／要求されるバス帯域幅は、例えば次のように決定することができる。
【００５２】
【数１】
0005499026.tif 000003
【００５３】
ここで、「２」は複素演算を示す。最後に、図１１に示す「ストライピング」を用いて帯域幅ボトルネックを回避することが可能である。
【００５４】
図１２は、ベクトルプロセッサユニットの１つの例示的な論理実装を示す。この例において、サブユニットは単一トーンの処理が可能であり、図１２は、本発明の１つまたは複数の実施形態に係るベクトルプロセッサコアのデータパスをたどるものである。この例示的なＶＰＵは、１度に１つのＤＭＴトーンを処理する能力がある。各モデムからのＩＦＦＴ／ＦＦＴサンプルがベクトルルータから到着すると、ＶＰＵは、この妨害源に関してＦＥＸＴをキャンセルしなければならない「被害」モデムのリストを決定する。係数表からの所定のＦＥＸＴキャンセル係数および被害モデムアドレスリストを用いて、この妨害源の影響を被害モデムごとの部分結果表に蓄積することができる（ＦＥＸＴキャンセル動作の部分結果）。このトーンについて妨害源データの完全なセットがベクトルルータから受信され、ＦＥＸＴキャンセルが完了すると、この部分結果表は、現在のＤＭＴトーンについての結果として得られたベクトル化されたＩＦＦＴ／ＦＦＴサンプルを含んでいることになり、その後、このベクトル化されたデータは、元のモデムポートへ伝送するためにベクトルルータへ返信される。
【００５５】
図１３は、２つのＶＰＵ１３４２を実装し、少なくとも１つのモデムチップ１３１２とインタフェースする例示的なベクトルプロセッサ１３２４を示す。ベクトルプロセッサ１３２４は、本発明のいくつかの実施形態においては、モデムチップ１３１２などに接続された単一のＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなどに実装され得る。
【００５６】
図１４のベクトル化データ通信システムは、ベクトル化用のユーザデータを提供する４つの回線カードを備えた専用のベクトル化モジュール１４３０を示すＤＳＬＡＭアーキテクチャの実施形態を例示している。回線カード１４１０はシャーシなど１４０５に搭載され、各回線カードは、いくつかのモデムチップ１４１５とベクトル化インタフェースデバイス１４２０とを含む。各インタフェースデバイス１４２０は、ピザボックス型または回線カードであり得るベクトル化モジュール１４３０と光相互接続１４２５を介して通信する。各モジュール１４３０は、回線カード１４１０上のインタフェースデバイス１４２０のうちの１つと対応する回線カードインタフェースチップ１４３５を含む。数多くの処理チップ１４４０が、ユーザデータのベクトル処理に利用可能である。
【００５７】
図１５におけるマスタ回線カード１５１０とスレーブ回線カード１５１１とを有するシステム１５００に示すように、ベクトル化を正しく機能させるためには、ベクトルグループ内のすべてのモデム１５１２が、３５．３２８ＭＨｚおよび４ｋＨｚとそれぞれ示されたＡＤＣ／ＤＡＣサンプルクロック１５３４およびＤＭＴシンボルクロック１５３５の両方に同期されなければならない。ＤＳＬＡＭ側モデム１５１２は、ＤＳＬ回線１５１４を介して、数多くの顧客側ＤＳＬモデム１５１３に接続される。高速のサンプルクロックはバックプレーンまたは専用ケーブルを通じて何らかの形で分散されるとする。そして、ＶＲＣ−Ｌ１５１８は、高速のサンプルクロックに位相固定し、低ノイズのサンプルクロックをモデムチップ１５１７に再分散することができる。専用の４ｋＨｚＤＭＴシンボルクロックをバックプレーンまたは専用ケーブルを通じて送信することを回避するために、ベクトル化データの伝送を目的とする高速通信インタフェース（ＸＡＵＩまたはそれと同様のもの）を用いてタイミング情報をデータパケットで送信すると有利である。高速インタフェースは十分に速い速度で動作するので、このようなタイミングパケットからおおよそのＤＭＴシンボルタイミングを決定することができる。正確なＤＭＴシンボルタイミング（例えば、ＶＤＳＬプロトコルにおけるサイクリックプレフィックス（ｃｙｃｌｉｃ  ｐｒｅｆｉｘ）およびサイクリックエクステンション（ｃｙｃｌｉｃ  ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）によって可能となる）にいくらかの許容誤差があるため、ＶＲＣ−Ｌ１５１８は、おおよそのシンボルタイミングがその後一定のままである（すなわち、ある固定数の高速サンプルクロック周期に同期されている）とすると、おおよそのシンボルタイミングのみを決定すればよい。
【００５８】
本発明の多くの特徴および利点は記述から明らかであり、よって、添付の特許請求の範囲は、このような特徴および利点のすべてを包含するものである。さらに、当業者であれば多くの変形および変更を容易に想到するであろうから、本発明は、図示および記載された通りの動作および構成に限定されるわけではない。したがって、記載された実施形態は、例示的なものであって限定的なものではなく、本発明は、本明細書中に示された詳細に限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲と、現在または未来において予見可能であろうと予見不可能であろうと、その均等物の全範囲とによって定められるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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